高分辨率光谱学揭示东太平洋CC区结核金属赋存状态及富集机制

赤道东太平洋克拉里昂-克利珀顿带（CCZ）是全球最有经济潜力的结核成矿带,存在巨量的Mn,Co,Ni,Cu,Zn和Li金属资源。前人对CCZ结核的研究偏重化学、矿物学分析,对结核显微纹层、金属赋存状态缺少高分辨率光谱学分析,制约了对金属富集机制的理解。采用扫描电镜（SEM）、X射线衍射仪(XRD)、微区X射线荧光面扫(XRF)、激光剥蚀电感耦合多接受质谱仪(LA-ICP-MS)对克拉里昂-克利珀顿带结核的显微纹层展开高分辨率分析,结果表明结核是由水成层韵律和成岩层韵律交替形成的。水成层由水羟锰矿组成,具有低的Mn/Fe,Li,Ni,Cu,Zn和高的Co,Fe,Ti,V含量,推测受铁的羟基氧化物库仑力吸附作用和高价锰氧化物八面体的表面氧化作用,水成层吸纳高含量Co,Ti和V元素。成岩层矿物组分主要是水钠锰矿,吸纳高含量的Li,Ni,Cu和Zn,其吸纳能力随Mn/Fe升高而提高,当Mn/Fe>8达到峰值。笔者认为结核生长环境中的Mn和Fe相对通量控制了结核的矿物类型和化学组分,而金属通量也可能影响了结核的金属成分。     

Au-Ni异质结纳米晶的尺寸调控

系统研究了贵金属引导还原法制备Au-Ni异质结纳米晶中的尺寸控制规律, 并通过TEM、紫外-可见光谱对样品进行了表征. 研究表明: 在240 ℃条件下, Au-Ni异质结的合成过程中, 减少Au前驱体用量, 并不能减小异质结中Au端颗粒的尺寸, 此时其尺寸保持不变而Ni端颗粒的尺寸明显增大; 在反应体系中引入适量的双十二烷基二甲基溴化铵(DDAB)会使异质结Au端颗粒尺寸相应减小, 同时Ni端颗粒尺寸保持不变, 进而实现异质结两端颗粒尺寸的选择性调控. 要实现Au、Ni端颗粒尺寸的同时减小需降低反应温度, 但一定范围内的升高温度则不会产生明显作用. 以上研究不单提供了纳米异质结的调控方法, 也为进一步研究Au-Ni双金属纳米晶的催化等性能打下了材料基础.